同步发电机励磁控制方法的发展与展望

励磁控制方法的发展经历了线性单变量控制、线性多变量控制、非线性多变量控制及智能控制几个发展阶段,其中线性多变量控制可分为强力式、PID+PSS、线性最优等励磁控制方法;非线性多变量控制可分为鲁棒、变结构、自适应、内模、预测、灰色、自抗扰、Lyapunov、反步、无源、Hamilton、反馈线性化等励磁控制;智能控制可分为模糊、神经网络、支持向量机、专家、学习、遗传、模糊神经等励磁控制。全面地概括了励磁控制方法的发展历史与现状,并按控制理论发展规律对这些方法进行分类,分析这些方法的原理及优缺点,说明励磁控制与其他控制之间的协调方式,指出存在的主要问题及今后的发展方向。     

基于模糊控制的多机系统中励磁与SVC协调控制

发电机励磁系统与SVC对远距离输电系统的暂态稳定性有很大的影响。文中采用模糊控制的思想,对发电机励磁和静止无功发生器SVC同时进行协调控制和调节。该方法是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础,将发电机励磁与SVC的协调控制策略转化为模糊规则的形式,从而实现了对多机系统的模糊控制。通过Matlab软件对三机系统进行数值仿真表明,与常规的AVR/PSS励磁控制器和PIDSVC控制器相比,以Δω、Δω为输入变量的模糊控制能更加有效的提高系统的暂态稳定性能,同时也说明了协调控制在阻尼振荡和增强电压稳定性上的有效性。     

基于模糊控制的多机系统暂态稳定分析

电力系统暂态稳定性的研究,对保证电网的安全与稳定具有重要的意义。文中提出了一种基于模糊控制的多机系统暂态稳定分析方法,该方法将模糊控制和电力系统稳定性理论有机的结合在一起,以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础,将发电机励磁系统的控制策略转化为模糊规则的形式,从而实现对多机系统的模糊控制。通过Matlab软件对三机系统进行数值仿真表明,与独立设计的AVR/PSS励磁控制器相比,以△ω、△ω为输入变量的模糊控制能更加有效的提高系统的暂态稳定性能,系统在不同的故障情况下具备较强的鲁棒性。     

可控励磁直线同步电机磁悬浮系统合成模糊控制的研究

可控励磁直线同步电机磁悬浮控制系统具有非线性以及扰动不确定性的特点,采用模糊PID控制具有很强的针对性,然而,模糊PID控制器为三输入单输出控制器,其规则数太多,使得控制器设计非常复杂。因此,对可控励磁直线同步电机磁悬浮控制系统提出合成模糊控制。研究可控励磁直线同步电机的结构,建立磁悬浮直线同步电机的数学模型。合成模糊控制器采用模糊PD控制器和模糊积分器的合成构成模糊PID控制器,在减少模糊控制规则数的同时提高磁悬浮控制系统的稳态精度,因此分别设计模糊PD控制器和模糊积分控制器,包括模糊化、模糊推理、去模糊化等。在MATLAB中建立可控励磁直线同步电机磁悬浮控制系统的仿真模型并进行仿真研究。结果表明合成模糊控制器具有良好的控制效果,可以减小稳态误差提高控制精度。     

电厂发电机励磁系统的节能控制模型仿真分析

电厂发电机励磁系统具有非线性、强耦合的特点,能耗较大。提出基于模糊自适应算法的电厂发电机励磁系统节能控制模型,给出节能控制模型输入输出变量的确定过程和相应的模糊控制规则的设计步骤,把经模糊推理得到的输出模糊变量通过反模糊化过程变成精确量,设计模糊隶属度函数。采用模糊自适应算法设计电厂发电机励磁系统节能控制模型并搭建仿真环境,对存在干扰时2种模型节能控制效果和电厂发电机励磁系统出力情况分别进行了实验仿真和实验结果的比较分析。由实验分析结果可知,文中构建的模型较PID模型具有更强的抗干扰能力,能更有效地降低节能控制模型的超调量;该励磁系统模型的负荷率较低,基本能维持全天最低出力。     

多目标励磁控制的神经网络逆系统方法

根据逆系统理论分别分析了以机端电压和功角为被控量的励磁系统的可逆性，并采用不同的神经网络逆系统结构实现了对单目标量的励磁控制，针对单目标励磁控制不能够同时改善功角稳定性和机端电压稳定性的不足，在以机端电压为被控量的神经网络逆系统结构中引入功角偏差反馈信号，设计了多目标神经网络励磁控制器，研究结果表明，应用该系统能够实现多目标励磁控制，综合性能优于目标的神经网络逆系统控制方法和常规PSS控制方法。     

基于模糊控制论的PLC在变频电源机组中的应用

介绍了如何在变频电源机组中应用基于模糊控制的PLC来实现励磁单元的控制。结合实际，从模糊控制的原理出发，分析本系统所采用的模糊控制策略，并给出了实验结果。     

基于预测函数与线性多变量反馈控制的同步发电机励磁控制

基于预测函数设计了励磁控制器对发电机端电压进行控制。同时设计一种以发电机功角偏差、角速度偏差以及有功功率偏差的线性组合作为控制目标的线性多变量励磁控制器。将2种励磁控制器进行结合,以实现预测函数和线性多变量并行励磁控制,在有效提高电力系统稳定性的前提下还能解决发电机端电压的稳定问题。最后通过MATLAB／Simulink仿真证明了改进后的励磁控制器的有效性。     

异步化汽轮发电机励磁故障后运行行为的仿真研究

借助于相量图在一相励磁故障物理分析的基础上，提出了异步化汽轮发电机一相励磁故障后的双通道励磁控制模型，根据一相励磁故障后电机的基本电磁关系求取了单轴励磁发电机不同有功输出时的控制模型参数，仿真研究了异步化汽轮发电机一相励磁故障后转子单轴励磁运行的过渡过程和单轴励磁时发生机端短路的暂态过程并与不加控制（即非故障相励磁电压保持恒定）的仿真结果进行了比较，结果表明说明采用双通道励磁控制时，异步化汽轮发电机转入单轴励磁的过渡过程更为平稳及具有良好的暂态性能。对转子两相励磁故障后异步化汽轮发电机转子不可控异步运行了简要的分析。     

汽轮发电机组多变量鲁棒控制系统的智能设计

汽轮发电机级的汽门调节回路与励磁调节回路之间存在较强的交连，且同步发电机本身具有振荡倾向，电网等值参数的经常变动又造成系统的摄动。因此，汽轮发电机组需要汽门与励磁相协调的多变量控制，而且控制系统必须有充分的鲁棒性。采用常规的控制系统设计方法往往需要多次试凑和仿真，且不一定能获得满意的效果。该文建议采用正规矩阵参数优化（OPNORM）方法，并结合利用智能设计软件Intel Des3.0，以设计汽门与励磁的多变量控制系统，所得控制效果可明显优于其他设计方法，而控制器却可比其他方法简单得多。特别是，由于借助智能设计软件备有的知识库，以实现设计参数的自动选取，设计人无须具备高深的控制理论修养，便可完成高水平的设计，该文叙述了设计某125MW汽轮发电机组的多变量鲁棒控制系统的过程和结果。     

基于PLC的发电机励磁系统模糊控制器设计

为了改善发电机励磁控制系统的动态调节品质,运用模糊规则设计了一种发电机励磁系统的模糊控制器,并给出了基于西门子可编程逻辑控制器(PLC)的模糊控制器的实现方法。仿真和试验结果表明,控制器在改善发电机励磁系统的动态行为上具有突出的优势,对工程应用有实用价值。     

基于PLC的发电机励磁系统模糊控制器设计

为了改善发电机励磁控制系统的动态调节品质,运用模糊规则设计了一种发电机励磁系统的模糊控制器,并给出了基于西门子可编程逻辑控制器（PLC）的模糊控制器的实现方法。仿真和试验结果表明,控制器在改善发电机励磁系统的动态行为上具有突出的优势,对工程应用有实用价值。     

基于智能控制理论的汽轮发电机组的协调控制

以模糊变结构理论为基础,把汽门控制,制动电阻控制及附加励磁控制很好地协调起来。在发生短路故障后的第一摇摆过程中,加入制动电阻控制来辅助模糊变结构汽门控制及励磁控制,可以有效地抑制第一摇摆的幅值,在以后的振荡过程中,只依靠模糊汽门控制及模糊附加励磁控制来控制系统;     

模糊-PI双模控制和带电压反馈非线性最优励磁控制器的设计

针对传统PID控制器难以控制具有非线性、大滞后、参数时变性和模型不确定性的电力系统,提出了一种基于模糊-PI双模控制与带电压负反馈非线性最优励磁控制并联运行的控制方法,并借助MATLAB模糊逻辑工具箱进行仿真分析,调整参数以适应与带电压负反馈非线性最优励磁控制器的并联运行.仿真结果表明,对于单机无穷大系统,采用模糊-PI双模控制与带电压负反馈非线性最优励磁控制并联运行的控制方法,对抑制动态扰动环境具有较好的适应性和鲁棒性.     

基于全模糊控制器的交流励磁发电机励磁控制系统研究

交流励磁发电机具有超越传统同步发电机和异步发电机的优良特性，在风力发电、抽水蓄能等变速恒频发电领域有着广泛研究和应用。该文利用模糊控制技术自适应能力强、鲁棒性好等优点提出了一种不依赖于交流励磁发电机精确数学模型的励磁控制方案，建立并详细分析了交流励磁发电机的全模糊解耦励磁控制模型。设计了全模糊励磁控制器并建立了双PWM变换器励磁的交流励磁发电机实验系统。实验结果展现了该文所提的智能模糊励磁控制策略具有优良的动静态控制性能，在提高交流励磁发电系统的参数自适应能力和鲁棒性等方面具有重要的实用意义。     

基于遗传算法的发电机模糊式综合励磁控制器的研究

本文在分析了模糊控制器工作原理及其传统设计方法的基础上,提出了一种模糊控制器的自寻优设计方案,成功地解决了在模糊控制器的传统设计方法中存在的过分依赖于设计者预先选用的启发式知识及操作者的经验等问题,并采用遗传算法（ＧＡ）实现了这一方案。用新方法设计的发电机模糊式综合励磁控制器兼顾了对发电机端电压和功角稳定的要求。仿真结果表明,新方法设计的控制器具有良好的控制效果,而且设计过程更加合理。因为这种设计     

基于模糊逻辑的一种变结构励磁控制方法

为了解决常规变结构控制系统中存在的高频颤动问题，本文提出了一种新颖的模糊变结构控制方法，并将其首次成功地应用于发电机励磁控制中。针对一个单机－无穷大电力系统进行的数字仿真研究结果证明了所提出方法的有效性。     

基于simulink的发电机自并励励磁系统的模型PI控制

详细介绍用simulink与fuzzycontrol工具箱进行发电机自并励励磁系统仿真的步骤和方法。仿真结果证明,使用模糊控制与比例积分控制相结合的模糊PI控制比传统单一的PI控制具有更好的控制效果。     

基于实数编码遗传算法的模糊励磁调节器研究

针对发电机励磁调节器设计过程中输入和输出变量的隶属度函数以及量化因子的选取问题,在常规模糊式励磁控制的基础上提出了采用实数编码遗传算法来优化模糊参数,进而设计出基于遗传算法优化的发电机模糊励磁调节器。仿真实验证明,该励磁调节器比传统PID励磁控制方式的控制效果更好,鲁棒性更强。